تیمی از محققان به رهبری مرکز علوم پایه کره جنوبی برای مواد کربنی چندبعدی (CMCM) به‌تازگی روشی برای تولید الماس مصنوعی تنها در ۱۵۰ دقیقه ابداع کرده‌اند که جایگزینی به‌صرفه و سازگار با محیط‌زیست برای الماس‌های طبیعی ارائه می‌دهد.
الماس با بخش کوچکی از هزینه الماس‌های ساخته شده در آزمایشگاه از نظر چشم غیرمسلح با نمونه‌های طبیعی قابل‌تشخیص نیستند، اما در زیر میکروسکوپ تفاوت‌های قابل‌توجهی از خود نشان می‌دهند که به قیمت بسیار پایین‌تر آنها کمک می‌کند. درحالی‌که تشکیل الماس طبیعی میلیاردها سال طول می‌کشد، الماس‌های ساخته شده در آزمایشگاه را می‌توان به سرعت و با بخش کوچکی از هزینه تولید کرد. برای مثال، در ایالات متحده، یک الماس‌تراش خورده پرنسس یک قیراطی به طور متوسط ۲۵۰۰ دلار قیمت دارد، درحالی‌که یک الماس ساخته شده در آزمایشگاه باکیفیت مشابه تنها ۵۰۰ دلار قیمت دارد.
ساختار الماس‌های ساخته شده در آزمایشگاه
این فرایند شامل مخلوط‌کردن سیلیکون با فلزات مایع مانند گالیوم، آهن و نیکل در یک بوته و حرارت دادن آن تا ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد است. سپس مخلوط در معرض گازهای متان و هیدروژن قرار می‌گیرد که در گاز کربن حل می‌شوند و با سیلیکون ترکیب می‌شوند و باعث می‌شوند اتم‌های کربن به هم پیوند بخورند و بلورهای الماس کوچکی را تشکیل دهند.
نویسنده ارشد، رادنی روف، بر نقش اساسی سیلیکون در این فرایند مصنوعی تأکید کرد. او توضیح داد: «اگر کمی سیلیکون اضافه نکنیم، الماس به دست نمی‌آوریم.» علاوه بر این، محققان دریافتند که تشکیل الماس باگذشت زمان همچنان ادامه می‌یابد و ساختار کامل آن پس از ۱۵۰ دقیقه شکل می‌گیرد.
رشد صنعت الماس ساخته شده در آزمایشگاه
با وجود این پیشرفت، الماس‌های تولید شده هنوز تنها حدود ۱۰۰ نانومتر قطر دارند که تقریباً به‌اندازه یک ویروس معمولی است. بااین‌حال، روف نسبت به آینده این فناوری خوش‌بین است. او گفت: «بسیاری از آزمایشگاه‌های سراسر جهان شروع به ساختن این الماس‌ها خواهند کرد»، و پیش‌بینی کرد که این می‌تواند صنعت الماس ساخته شده در آزمایشگاه را که در حال حاضر در حال گسترش است، متحول کند.
بازار الماس ساخته شده در آزمایشگاه از سال ۲۰۱۵ که کمتر از یک درصد از فروش جهانی الماس را تشکیل می‌داد، تا پایان سال گذشته به حدود ۲۰ درصد رشد کرده است.
قیمت پایین‌تر الماس‌های ساخته شده در آزمایشگاه
این افزایش عمدتاً به دلیل هزینه کمتر آنهاست. برای مثال، یک الماس ساخته شده در آزمایشگاه دو قیراطی حدود ۱۰۰۰ دلار قیمت دارد که بسیار کمتر از محدوده قیمتی ۱۳۰۰۰ تا ۱۴۰۰۰ دلاری برای یک الماس طبیعی مشابه است.
مهول سومپورا، مدیرعامل Diamond Hedge، گفت: «قیمت الماس‌های ساخته شده در آزمایشگاه در حال کاهش است. دلیل این امر عرضه و تقاضای ساده است. بسیاری از تولیدکنندگان وارد بازار شده‌اند و آنها را به بازار عرضه می‌کنند که باعث کاهش قیمت‌ها می‌شود.» او در ادامه گفت: «تشخیص بین این دو کار سختی است، اما این موضوع به ناخالصی‌ها و الگوهای رشد که با میکروسکوپ قابل‌مشاهده هستند، مربوط می‌شود. شما نمی‌توانید پول خود را پس بگیرید، این مشکل اصلی است.»
جایگزین پایدار برای الماس‌های خونین
الماس‌های ساخته شده در آزمایشگاه همچنین جایگزینی پایدار برای الماس‌های خونین – الماس‌هایی که در مناطق جنگی استخراج می‌شوند و برای تأمین مالی جنگ‌های یک ارتش مهاجم، یک شورش، تروریسم یا فعالیت یک فرمانده جنگ فروخته می‌شوند – ارائه می‌دهند و می‌توانند تأثیر زیست‌محیطی ناشی از استخراج سنتی الماس را کاهش دهند. به‌ازای هر قیراط الماس استخراج شده، تقریباً ۱۰ مترمربع زمین تحت‌تأثیر قرار می‌گیرد و ۲۶۳۰ کیلوگرم زباله معدنی ایجاد می‌شود.
پل زیمینسکی، تحلیلگر برجسته صنعت الماس، در پایان گفت: «الماس‌ها به‌شدت در فرهنگ ما ریشه دارند. من فکر می‌کنم ما انسان‌ها فقط این سنگ‌های قیمتی و فلزات کمیاب و گران‌بها را دوست داریم. این کار عملی نیست، اما الماس‌ها اغلب به‌خاطر درخشش و دوامشان مورد تحسین قرار می‌گیرند و یکی از سخت‌ترین مواد طبیعی موجود در زمین هستند که آنها را برای استفاده در جواهرات و کاربردهای صنعتی بسیار مورد تقاضا قرار می‌دهد. آنها در شرایط فشار و دمای بالا در اعماق گوشته زمین تشکیل می‌شوند و از آنجا از طریق فوران‌های آتشفشانی به سطح زمین می‌آیند. این فرایند می‌تواند بین ۱ تا ۳.۳ میلیارد سال طول بکشد.
جاذبه الماس نه‌تنها در درخشش آن، بلکه در کمیاب‌بودن آن نیز نهفته است که آن را به نمادی از ثروت و موقعیت اجتماعی تبدیل می‌کند. هر الماس منحصربه‌فرد است و عواملی مانند تراش، رنگ، وضوح و وزن قیراط ارزش آن را تعیین می‌کنند.
تراش الماس بر توانایی آن در انعکاس نور و افزایش خواص بصری آن تأثیر می‌گذارد، درحالی‌که وضوح به وجود ناخالصی‌های داخلی یا لکه‌های خارجی اشاره دارد. رنگ الماس می‌تواند از بی‌رنگ تا زرد روشن و قهوه‌ای متغیر باشد و الماس‌های بی‌رنگ به‌عنوان نادرترین و ارزشمندترین نوع الماس شناخته می‌شوند.
استخراج و توزیع الماس با درگیری و نگرانی‌های اخلاقی مرتبط بوده است که منجر به ابتکاراتی مانند فرایند کیمبرلی شده است که هدف آن جلوگیری از ورود “الماس‌های خونین” به بازار است.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
